способ футерования реторт для получения металлов металлотермической восстановительной плавкой

Формула изобретения

СПОСОБ ФУТЕРОВАНИЯ РЕТОРТ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ МЕТАЛЛОТЕРМИЧЕСКОЙ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ ПЛАВКОЙ, включающий приготовление порошка футеровки, установку цилиндрической съемной вставки на металлоприемник, засыпку в зазор между корпусом реторты и съемной вставкой порошка футеровки, загрузку внутрь вставки реакционной шихты и извлечение вставки из реторты, отличающийся тем, что вставку перед установкой в реторту обертывают бумагой и оставляют ее в реторте после извлечения вставки, а в качестве порошка футеровки используют предварительно измельченный спек, полученный от предыдущей восстановительной плавки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии, связанной с получением редких металлов методом металлотермической восстановительной плавки.

Известен способ футерования стальных реакционных реторт природным очищенным флюоритом и оборотным фтористым кальцием заданного гранулометрического состава [1]

Недостатком способа являются большие трудозатраты на футерование реторт, большие затраты электроэнергии при сушке футеровки, наличие сушильных печей и низкий выход годных футерованных реторт из-за разрушения футеровки во время ее сушки, охлаждения и загрузки шихты в реторту.

Известен способ футерования стальных реторт огнеупорной футеровкой из оборотного фтористого магния [2] Фторидная футеровка готовится уплотнением сухого тонкоизмельченного фтористого магния. Распределение частиц порошка по размерам регулируется после рассева в заданных пределах, чтобы уплотненная или утрамбованная футеровка была достаточно прочна в работе.

Недостатками данного способа являются наличие отдельной схемы, включающей измельчение шлака, приготовление после рассева заданного гранулометрического состава частиц футеровки, применение встряхивающей машины большой единичной мощности, являющейся сильным источником вибрации и шума, и низкий выход годных футерованных реторт из-за разрушения футеровки при извлечении оправки и засыпки в футерованную реторту реакционной шихты.

Известен способ футерования реторт безводной окисью кальция, которую уплотняют путем вибрации [3]

Недостатком этого способа является то, что он требует использования специальных устройств.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ футерования реторт для металлотермического восстановления [4] Способ изготовления стенок реакционной реторты заключается в том, что засыпка футеровки производится в зазор между корпусом реторты и съемной вставкой (трубой), а внутрь вставки послойно засыпается реакционная шихта.

По мере заполнения вставки шихтой, а зазора порошком футеровки, вставка вытягивается вверх и вынимается.

Недостатками указанного способа являются взаимное смешение порошка материала футеровки с реакционной шихтой при извлечении вставки, что приводит к снижению выхода металла в годный, высокая зашлакованность слитка выплавляемого металла, сложность технологического процесса в связи с необходимостью предварительной подготовки футеровки перед ее загрузкой в аппарат, измельчение, рассев на заданный гранулометрический состав, прокалка и др.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что вставку перед установкой в реторту обертывают бумагой (легкосгораемой пленкой и т.д.) и оставляют ее в реторте после извлечения вставки, а в качестве порошка футеровки используют предварительно измельченный спек, полученный от предыдущей восстановительной плавки.

В отличие от прототипа, наличие бумаги между засыпками футеровки и реакционной шихты после извлечения вставки исключает их взаимное смешение (проникновение), а использование предварительно измельченного спека от предыдущей восстановительной плавки в качестве порошка футеровки при наличии разделительной перегородки бумаги позволяет использовать порошок футеровки любого гранулометрического состава, тем самым резко упростить технологию ее приготовления, исключив пыльную операцию рассева, прокалку и т.д.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить извлечение в годный, уменьшить зашлакованность выплавляемого слитка, упростить и сократить цикл подготовки порошка футеровки.

Предварительное обертывание бумагой вставки и извлечение последней из подготовленной реторты к процессу, а также использование в качестве порошка футеровки предварительно измельченного спека от предыдущей восстановительной плавки являются существенными отличительными признаками, поскольку исключается взаимное смешение порошка футеровки и компонентов шихты, резко упрощается и сокращается цикл подготовки порошка футеровки.

Предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет повысить извлечение в годный, улучшить качество выплавляемого металла по содержанию неметаллических включений, что подтверждает изобретательский уровень предлагаемого технического решения.

П р и м е р. Восстановительная плавка проводится в стальной реторте диаметром 150 мм и высотой 350 мм, На дно реторты насыпается слой окиси кальция толщиной 40 мм, затем в стакан на слой окиси кальция устанавливается вставка в виде трубы, выполненная из жести диаметром 100 мм, предварительно обернутая бумагой. В пространство между стенкой, реакционной стальной реторты и вставкой, обернутой бумагой, загружается порошок окиси кальция (футеровка). В последующих плавках к оборотной окиси кальция добавляется предварительно измельченный спек (шлак) от предыдущей плавки с крупностью частиц от 0,01 до 5 мм. Внутрь вставки загружается реакционная шахта, например стружка кальция длиной 3-5 мм, толщиной 2-3 мм, трехокись молибдена, двуокись молибдена, с насыпной плотностью 1,0 г/см³. Стальную реторту с футеровкой и реакционной шихтой помещают в герметичную емкость из нержавеющей стали с внутренним диаметром 200 мм. Из реторты извлекают съемную вставку, при этом бумага остается в реторте.

Емкость закрывают, вакуумируют, заполняют аргоном. Инициирование плавки проводят с помощью электрозапала.

Результаты восстановительной плавки показывают, что извлечение в металл по предлагаемому способу увеличивается на 5% по сравнению с прототипом, слитки имеют ровную незашлакованную поверхность. При разборке плавки шлак от восстановительной плавки легко отделяется от сыпучей части футеровки, которая повторно используется в последующих плавках.

При использовании в качестве футеровки предварительно измельченного спека или шлака от предыдущей плавки футеровка также хорошо отделяется от шлака при сохранении высокого извлечения в слиток.